图说智能化：贝加莱：柔性制造如何“柔”？

柔性制造遇到的问题

我们观察一个产品生产线就会发现，即使先进的集成产线，它也无法满足个性化的生产需求。传统的机械制造就是一个单元接着一个单元，输送系统将被加工的对象送到加工单元进行加工，例如：冲压、裁切、组装、折叠、粘合、焊接等，在整个过程中输送系统会将被加工产品由一个单元到另一个单元，那么这样就会形成很多制约：

对于工厂而言，技术与概念并非他们关注的要点，End User通常只关心：

--如何让产线获得高的OEE

--少故障，稳定运行，即使出现故障，但易于维护；

但是，对于柔性制造而言，产品的个性化会带来品质迭代的困难、换装带来交付能力的下降，过于频繁的更换会在启动/停机造成不良品，而对小批量生产会造成不良品率的上升。

机械系统对柔性的挑战

 订单变化时，机械的调校需要耗费时间；

 机械的磨损，带来系统的精度的偏差；

 在洁净环境中，频繁的维护会带来重新恢复洁净环境的巨大成本；

 维护备件的成本

SuperTrak如何解决柔性问题？

其实，解决这个问题的办法在于换个思路：传统上加工工位是不变的，产品顺着输送系统传送，这对于产品批量大、固定生产来说，无疑是正确的，但对于产品规格变化、生产工艺变化的个性化产品生产而言，则会遇到柔性问题，即机械如何不变来适应变化？

是的，让被加工产品和工位都动起来，适应这种变化，SuperTrak即按照此思路来设计。

SuperTrak是基于长定子直线电机技术(LLM)所开发的柔性电驱输送系统，它通过在定子上运行的变化的动子来改变被加工对象之间的尺寸，并与加工单元的设备如机器人激光切割头、冲压站进行同步，使得产品的尺寸规格、加工工艺变化时可以有更大的柔性来与加工设备进行配合，无需进行复杂的机械调校即可完成。

长定子直线电机 (LLM)

其目的在于：

（4）提升产线OEE。对于生产系统而言，OEE的下降包括了维护、订单更换时的参数调校，传统的输送系统，尤其是电子半导体等领域的高精度产品制造，其工装夹具精度较高，因此，调校会耗费时间、在调校过程中的产成品也会损失质量、机器的维护等都会影响整线OEE。

图1-SuperTrak线性传输系统—如同F1的高速过弯

SuperTank可以实现达到10μm级的定位精度，并提供4m/S的生产线速度，而通过POWERlink实时网络可以提供高精度同步与定位控制。

显著的优势

由于采用的非接触的方式，这给SuperTrak带来非常大的优势：

（1）高速响应：惯量极小的动子，实现快速的响应；

（2）无需减速机构：不存在传统机械减速机构的背隙带来的传动精度问题；

（3）无需电缆拖链这些现场的部件；

（3）低磨损，易于维护—对于像食品制药应用场景而言，这至关重要，因为每次进入洁净区的维护作业都会让恢复洁净环境带来新的成本。

仿真建模

数字化制造的核心是CPS-通过仿真对生产进行虚拟，包括控制工艺的参数优化、生产响应等，由于个性化生产必然没有足够的质量迭代时间和数量，因此，必须预先能够对生产过程的参数进行优化，SuperTrak可以通过贝加莱的Automation Studio与MATLAB/Simulink、MapleSIM等软件进行集成，仿真的结果可以直接运营于贝加莱的控制器。

SuperTrak的仿真建模可以将输送系统、机器人、动子进行集成，对其生产过程的响应参数、调整、安全等进行完整的集成，包括抑制液体在运动中的波动。

应用场景

SuperTrak适应于的应用场景包括：

（1）生产批量较小的产品，尺寸规模变化较大如疫苗生产、制药与食品；

（2）需要洁净环境，满足制药级洁净要求的（采用不锈钢制造）；

（3）产线布局要求尺寸紧凑型的生产如电子、半导体生产。

目前SuperTrak支持10kg负载，达到50米长度的产线集成。

关于贝加莱

贝加莱是一个总部位于奥地利并拥有遍布全球分支机构的创新驱动型自动化企业，2017年7月，贝加莱成为ABB集团的一个业务单元。作为全球工业自动化领域的领导者，贝加莱融合了前沿技术与先进的工程能力，为各个产业客户提供机器与工厂自动化、运动控制、HMI以及集成安全技术的完整解决方案。通过工业物联网通信标准如OPC UA、POWERlink和openSAFETY以及贝加莱强大的Automation Studio软件开发环境，贝加莱不断重新定义自动化工程的未来。贝加莱保持持续的创新精神，为客户提供更为简化以及超出预期的工业自动化领域前沿技术与方案。

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